浅谈水泥混凝土路面裂缝断板病害及预防建议

浅谈水泥混凝土路面裂缝断板病害及预防建议

【】由于水泥混凝土路面具有良好的使用功能,有寿命长、抗灾能力强、养护费用低、社会效益和经济效益显著等优点,所以随着国民经济的迅速发展,水泥混凝土路面在我国发展很快,特别是农村公路,水泥混凝土路面占95%以上。本文分析了水泥混凝土路面出现裂缝及断板的原因及特点,阐述了水泥混凝土路面裂缝及断板的治理方法,并对水泥混凝土路面病害的防治提出了有益的建议。
【关键词】水泥混凝土路面;病害;治理;预防

对混凝土路面常见病害,最关键、最根本的是预防为主,即在设计和施工阶段,应采取严格有效的、全面的预防措施,尽量将可能出现的病害降到最低程度。然而无论采取如何措施,一些病害将仍然不可避免地出现,对少量出现的病害如何处理?就针对水泥路面的裂缝及断板的破坏状态探讨其治理的措施。
1.裂缝及断板的处理及修复
裂缝出现的程度不同,它对混凝土路面的破坏程度是不一样的,对裂缝和断板的处理,可根据其损坏程度不同而作不同的处理,一般可分为对轻微裂缝的裂缝修补、断面局部断裂时的局部修补、裂缝处有严重剥落板被分割成3块以上及有错台或断裂块己开始活动时的整板更换等几种方案。
1.1整板更换
整板更换的方法就是首先用破路机(重力式或液压式),将断板严重的板块全部破碎,整块板予以凿除,若基层强度不足或渗水软化以及有路基不均匀沉降时,在处置好基层和路基后,再重新浇筑新的混凝土板或采用混凝土预制板块,最后用填缝料处理修补块的缝隙为了保证处理后的板边整齐及不破坏相邻板块,可采用“全切法”,即沿拟更换板块周边用锯缝机将板全厚切断,其具体工艺为
1.1.1破路机(重力式或液压式)法
①锯缝机沿全厚锯缝;
②破路机对整板进行破碎,并清除;
③若基层或路基有问题,对其进行处理;
④水平钻眼设传力杆或拉杆,对纵向拉杆,钢筋与钻孔间填满结构胶(如国内的YZJ-1型及瑞典的喜得利牌等);对传力杆,应严格按规范对传力杆进行端部处理,确保传力可靠;
⑤现浇或预制新的混凝土板,并养生至开放交通的强度。
1.1.2采用静态胀裂方法凿除板块其主工艺为
①锯缝机沿全厚锯缝;②按30cm×30cm的孔间距布置梅花型竖向钻孔;③在孔内装入JC.1型静态破裂剂对板块破碎,并清理;④若基层或路基有问题,对其进行处理;⑤水平钻眼设传力杆或拉杆,对纵向拉杆,钢筋与钻孔间填满结构胶;对传力杆,应严格按规范对传力杆进行端部处理,确保传力可靠;⑥现浇或预制新的混凝土板,并养生至开放交通的强度。
当采用重新浇筑新的混凝土板时,若采用常规材料修复或更换,则需较长的养护期,这样将势必影响交通,在这里笔者建议采用快凝材料。国内外该方面的快凝材料种类很多,目前用的较多的有以下几种(以下方法是否有更新的)
①江苏省建筑科学研究院研制的JK系列快凝快速修补材料,该材料由部分氟铝酸盐、硅酸盐、硫铝酸盐和高效表面活性剂配制而成,具有价格低廉、强度高、层面粘接力强的优点,其配比如表1所示。
表1JK-4修补剂配比
表2ks系列粘结剂性能及每立方米混凝土材料用量
其强度指标为28d抗弯拉强度5.49MPa,28d抗压强度为47.5MPa,ld抗弯拉强度3.10MPa,ld抗压强度18.8MPa。
②上海市政工程研究所研制的SC型快凝修补材料,该材料以硅酸钠为结合剂,金属氧化物或氢氧化物作固化剂,以氧化硅为主体的砂、石料作骨材的一种新型粘结剂。
③南京水利科学研究院研制的AS型快速修补材料,它是一种以冶金工业废渣和化学激发剂为主成分的水硬性胶凝材料,可以替代水泥材料,直接与砂、石、水配制成AS型混凝土或砂浆,用于混凝土路面板块修补或更换。
1.2局部修补
板面局部断裂损坏,进行小块修复时,应视板面断裂损坏的程度不同分别进行不同修补
(l)对于断裂轻微、裂缝有轻微剥落的,但并未贯通,可采用“浅切法”,即先划线放样,按划线范围将混凝土板面锯深4~5cm,凿除其中之混凝土使其成为长方形凹槽,必时也可在剩余底部板上打眼插入短钢筋头,以增加新旧混凝土的整体性;清洗干净后浇筑掺入快混剂的混凝土并养生,也可采用钢纤维混凝土。
对于轻微度断裂、裂缝较宽且有轻微剥落的断板,应按裂缝两侧至少各20m的宽度放样,按画线范围开凿成深全板厚一半的凹槽,此凹槽应该中线垂直,刷洗于净凹槽,并在其底部裂缝的两侧用冲击钻沿与中线平行方向,间距30~40cm打眼贯穿板厚达到基层表面,然后再清干净凹槽及孔眼,在孔眼安设高于保留板面厚度的n字型钢筋,冲击钻头直径采用30规格,n型钢筋采用螺纹钢筋制作,安设后用高标号砂浆填塞孔眼密实,然后用与原路面相同或高一级标号的快凝混凝土浇筑至路面平齐,该方法有时也称“半切法”。
(2)对断裂较严重、裂缝己贯通板厚且有一定缝宽的断板,可采用局部全厚修补,即在断裂两侧各数十公分宽度放样画线,用锯路机将板面全厚切开,形成凹槽,必时对基层做出处理,然后在凹槽边缘两侧板厚中央打洞,深度大于10cm,直径3~4cm。水平间距30~40cm,每个洞应先将其周围湿润,插入一根直径18~20cm,长度20cm、的钢筋,然后用快凝砂浆填满捣实,待砂浆硬化后浇筑快凝混凝土至路面齐平,也可用钢纤维凝土按此方法修补,该方法有时也称“局部全切法”。
l.3裂缝修补
对于断裂轻微、裂缝无脱落或剥落轻微、缝宽小于3cm的开裂,可采用灌入粘结剂放法进行修补。该方法关键技术为粘粘剂的类型和性能,常用的有聚胺树脂灌缝类一为双组份,A组为多元醇和二异氢酸脂的预集体B组为固化剂、AB两组采用10027比例配成聚胺脂灌缝料,其抗弯拉强度达6.5MPa.适宜于灌宽缝。
它的大优点是在潮湿界面及碱性界面处于界面常密结合。聚硫环氧树脂滋缝料—采用聚硫橡胶环氧树脂为16﹙2~16﹚比例配兑而成,其抗拉强度可达32Mpa,用于灌窄缝。它的特点是改善了环氧树脂的耐老化性和脆性。
环氧树肪灌缝料由环认树脂(胶结剂)、二甲笨(稀释剂)、邻苯二甲酸二丁脂﹙增韧剂﹚、乙二胺(固化剂〕、水泥或滑石粉(填料)组成,其配合比为胶结剂稀释制增韧剂固化剂填料为10040108(200~400)。裂缝修补常用的施工方法有直接灌入、喷嘴灌入、钻孔灌入、注射器灌入等方法。
(1)直接灌入法适用于施工中产生的混凝土收缩裂缝。在开放交通前,若发现混凝土板块出现裂缝,则可用聚硫环氧树脂灌缝料直接灌注。
(2)喷嘴灌入法适用于通车路段冬季裂缝修补。主操作工艺为清缝→埋设灌浆嘴封闭裂缝→配灌浆材料→灌浆→加热增强。
(3)钻孔灌浆法适用于非冬季裂缝修补。其主工艺为沿裂缝用冲击钻打一排直径为15mm的孔槽;用压气喷浆渗入孔内清洗混凝土残屑;向孔槽内填洁净的小碎石;沿孔槽灌桨;用乳胶拌和水泥装饰槽口;用红外线等加热1~2h后开放交通。
(4)注射器注射法适于通车时间较短、裂缝杂物少、缝宽在3mm左右的裂缝修补。主工艺为清缝→配料→注射灌入→浇于水泥砂浆装饰缝口→3h后可开放交通。
2.对水泥混凝土路面病害预防的建议
对水泥混凝土路面病害预防的建议,对水泥混凝路土路面病害,应当建立预防为主的思想,尽量在设计和施工中予以避免或减少,故提出如下几点建议

(1)严格路基特别是基层参数的选取,如各基层回弹模量、含水率、液限、现场承载力(如CBR值、弯沉等),确保施工值与设计值一致,并且设计取值与现场客观实际相符,因此必时应加大基本设计依据、参数的现场实际测定方面的工作,而不是仅按规范选取。
(2)强化排水设施的设计,采用多方法、多形式同时并举。
①首先应确定适宜的公路路基标高(以湖南省所处自热环境及气候特点为例,其路基临界高度可按表3取值)。
表3路基临界高度取值
②加强公路范围外围水工作,如设置坡曲排水沟,选择适立的排水沟纵向坡度(不小于0.5%)和出水口间距(报据水量计算确定);设且拦截地面径流的截水沟(在路堑坡顶5m或路堤坡角2m以外).杜绝公路以外地表水进入公路路基的通道。
③加强公路范围地表水设施建设,可设介路肩边沟、路肩集水井.若路基标高较高,还应考虑设施泄水口或急流槽等设施。
④情况允许下应设置中央分隔带排水设施,如排水沟,集水井、排水管等,同时还应设置地下排水设施如盲沟、横向排水管等;若确实有困难,起码应对中央分隔带底部做隔水处理,严禁雨水通过中央分隔带进入路基。
⑤根据降雨量,可在规范规定的路面横坡基础上适当加大坡度,如可取1.5~2%。
⑥研制服务年限较长的灌缝材料,并加强养护工作.对灌缝料丧失的胀缝、缩缝、施工缝及裂缝及时灌注,杜绝或减少路面水进入路基,这一点对减少路面病害是至关重的。
⑦对路面基层做优化设计,如可采用开级配粒料做成透水基层,汇集少量进入路基的水并及时排出。
(3)加强路基施工管理,对填方路基,确保分层回填,分层碾压,并强化施工单位自检和监理检查工作,一保证达到求的压实度,并求压实均匀,特别是路肩部位及车道与路肩交接部位,此处极易产生纵向错台对半填半挖路基,特别注意挖、填接合部位的碾压。
(4)对用作路基的土.应加强土质的鉴别和性能侧试,对膨胀土,注意区分其类别,对强膨胀土,必须置换,对中、弱膨胀土,采用适当的方法(如石灰改良方法)对土质进行改良,基坡较大时,采用适当的设施(如拱形骨架、格式护坡、土工格栅或低挡土墙等)来加强土坡稳定性,从而保证路面不破坏。
(5)加强路面材料研究,选择适宜的材料(如适量加入粉煤灰等)及配比,对特殊路段,也可适量采用成本较高的新型路面材料(如钢纤维混凝土、连续配筋混凝土等),初期投资的增大可大量减少后期养护费用。
(6)加强路面施工管理,采用规范化、程序化的施工和养生方法,适时切缝,根据气温变化不同情况做不同的处理。
(7)桥面梁(板)与路面新浇层间增设p型抗剪器,以增加其整体性,理论和实际均证明,抗剪器是很有效的,可在很大程度上减少桥面铺装层的破坏。

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